EP2944245B1 - Bodenpflegegerät - Google Patents

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EP2944245B1
EP2944245B1 EP15166371.3A EP15166371A EP2944245B1 EP 2944245 B1 EP2944245 B1 EP 2944245B1 EP 15166371 A EP15166371 A EP 15166371A EP 2944245 B1 EP2944245 B1 EP 2944245B1
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disk
care appliance
switching
ramps
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Thomas Stein
Hartmut Boll
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Stein and Co GmbH
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Stein and Co GmbH
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    • A47L9/30—Arrangement of illuminating devices

Definitions

  • the invention relates to a floor care device as Bürststaubsauger with a bottom facing Bürstvorsatz for receiving a driven brush roller with an overload protection, wherein the brush attachment is connected via a pivotable connecting element as a connecting piece for an attachable filter housing with a handle as a handle via corresponding connections and the brush attachment has at least one electric motor for a suction fan and for driving the brush roller and the brush roller is associated with a unit for torque detection and a safety shutdown via a releasable switching unit above a torque threshold occurs by overload.
  • the object of the invention is to improve a mechanical torque detection of a motor for generic Bürststaubsauger to to operate an associated trigger mechanism and to ensure a good functioning.
  • the unit for torque detection formed by a drive pulley and is rotatably mounted on a shaft, wherein the shaft has a rotationally fixed output element to the brush roll and the drive pulley is coupled via a torsion spring with a clutch disc, the axially on the Shaft displaceable and rotatably coupled via driver with the shaft, wherein ramps are formed on the drive pulley, which axially adjust the clutch disc with corresponding ramps by relative rotation above a torque threshold, and a safety shutdown is controlled by the adjusting movement via a corresponding switching element of a circuit arrangement.
  • circuit arrangement is arranged as an electrical switch, reed contact, light barrier or mechanical spring-loaded switch for switching off the motor.
  • a simple solution of a circuit arrangement is that a trigger element which can be coupled with the clutch disc is formed by an eddy current disc rotatably coaxial with the shaft, which transmits a force from the rotating system to a stationarily arranged switching element with associated magnets and triggers a switching operation for the safety shutdown of the motor ,
  • a compact design is created in that the drive pulley has a cup-shaped receptacle for the torsion spring, clutch disc with driver and the ramps.
  • the coupling disc has a shoulder which carries frontal ramps and has an axially aligned slot for receiving the driver as a pin for coupling to the shaft.
  • the drive pulley is also rotatably and axially displaceably mounted on the approach of the clutch disc with the interposition of associated sockets.
  • the sliding clutch disc is associated with a return spring as a counterforce to the ramp rise.
  • a brush attachment 1 is connected via a pivotable connecting element 3 as a connecting piece with an attachable filter housing 2.
  • the brush attachment 1 has an electric drive not shown with a drive pinion 4 for a brushing roller 5 via a drive train 6, 7 and at the same time for a likewise not shown suction fan.
  • a slip clutch is arranged in a conventional manner.
  • a co-rotating drive pulley 8 of a unit 9 for mechanical torque detection on a shaft 13 is arranged.
  • a torque threshold is exceeded by overload by a switchable or extendable coupling element 10 as a disk element of the unit 9 for torque detection
  • an associated Rotationsköper acted as eddy current disc 11.
  • the eddy current disc 11 is coupled via a bearing 12 concentrically on the shaft 13 with the drive pulley 8 and the driven coupling element 10 of the torque detection unit 9 via a contact surface as a slip-poor connection.
  • a movable carrier is associated as a stationary mounted pivotable lever 14 parallel to the eddy current disc 11, which carries a magnet 15 in the outer region to form an eddy current.
  • the rotational path of the lever 14 and the plane of rotation of the eddy current disc 11 runs approximately parallel.
  • the torque-detecting unit 9, which is switched on in the drive train 6, 7, is combined with a reduction gear.
  • the shaft 13 has a rotatably connected to it output element 28 for or to the brush roller. 5
  • the drive pulley 8 is arranged immovably rotatable via a bearing on the shaft 13.
  • the associated clutch disc 10 is slidably mounted on the shaft 13 and coupled via a driver 19 with the shaft 13.
  • the clutch disc 10 has an engaging in the region of a receiving space formed the drive pulley 8 approach 22 which is enveloped by a sleeve 20 and a sleeve 21 of the drive pulley 8 is associated.
  • the projection 22 has an arranged in the direction of the shaft axis slot 27 into which engages the driver 13 connected to the shaft 13 in the form of a pin.
  • the drive pulley 8 and the clutch disc 10 are coupled to form a torque detection via a torsion spring 23 which is fixed to each of the drive pulley 8 and the clutch disc 10.
  • connection between the drive pulley 8 and the clutch disk 10 for driving the shaft 13 thus takes place via the torsion spring 23.
  • a torque threshold is exceeded, the clutch disk 10 is rotated relative to the drive pulley 8 against the force of the torsion spring 23.
  • the drive pulley 8 and the clutch disc 10 have associated ramps 24, 25 which displace the slidable clutch disc 10 by twisting each other when the torque threshold is exceeded against the force of an associated return spring 26 and return the clutch disc 10 to its initial position after a shift operation.
  • a floor care device as Bürststaubsauger, with a bottom facing Bürstvorsatz for receiving a driven brush roller with an overload protection
  • a drive disk is rotatably mounted on a shaft and the shaft has a rotationally fixed output element to the brushing roller
  • the drive pulley via a torsion spring with a clutch disc is coupled, which is axially rotatably coupled to the shaft and rotatably connected via driver with the shaft
  • ramps are formed on the drive pulley, which axially adjust the clutch disc with corresponding ramps by relative rotation above a torque threshold, and by the adjusting movement via a corresponding switching element a circuit arrangement a safety shutdown is controllable.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
  • Nozzles For Electric Vacuum Cleaners (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Bodenpflegegerät als Bürststaubsauger mit einem dem Boden zugewandten Bürstvorsatz zur Aufnahme einer angetriebenen Bürstwalze mit einer Überlastsicherung, wobei der Bürstvorsatz über ein verschwenkbares Verbindungselement als Anschlussstutzen für ein aufsetzbares Filtergehäuse mit einer Handhabe als Handgriff über korrespondierende Anschlüsse verbindbar ist und der Bürstvorsatz mindestens einen elektrischen Motor für ein Sauggebläse sowie zum Antrieb der Bürstwalze aufweist und der Bürstwalze eine Einheit zur Drehmomenterfassung zugeordnet ist und eine Sicherheitsabschaltung über eine auslösbare Schalteinheit oberhalb einer Drehmomentschwelle durch Überlast erfolgt.
  • Es ist bekannt, Sicherheitsvorrichtungen für Bürststaubsauger auszubilden, die bei Überlast und Blockieren der angetriebenen Bürstenwalze eine mechanische oder elektronische Entkopplung durchführen. Hierbei ist vorgesehen, entweder durch Rutschen eines kraftschlüssig angeordneten Riemen zum Antrieb durch eine eingebaute Rutsch- oder Ratschenkupplung mit einer Steuerung, die die Leistung des Antriebs überwacht, eine elektronische Abschaltung vorzunehmen oder eine elektronische Abschaltung über eine Drehmomentmessung und - auswertung durch Mikrocontroller mit anschließender elektronisch ausgelöster Abschaltung des elektrischen Antriebs vorzunehmen. Insbesondere bei Geräten mit nur einem Motor für Gebläse und Bürstenantrieb ist dieses nur sehr aufwendig und kostenintensiv zu lösen, um eine lange Standfestigkeit und Betriebssicherheit zu gewährleisten. Druckschriftlicher Stand der Technik ist in der US 5 056 175 A der Anmelderin, in der US 5 555 962 A , der EP 0 394 641 A1 , der WO 99/29223 A1 und in der DE 10 304 579 A1 gezeigt.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine mechanische Drehmomenterfassung eines Motors für gattungsgemäße Bürststaubsauger zu verbessern, um einen zugeordneten Auslösemechanismus zu betätigen und eine gute Funktionsfähigkeit zu gewährleisten.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass die Einheit zur Drehmomenterfassung durch eine Antriebsscheibe gebildet und auf einer Welle drehbar gelagert ist, wobei die Welle ein drehfestes Abtriebselement zur Bürstwalze aufweist und die Antriebsscheibe über eine Drehfeder mit einer Kupplungsscheibe gekoppelt ist, die axial auf der Welle verschiebbar und über Mitnehmer mit der Welle drehbar gekoppelt ist, wobei an der Antriebsscheibe Rampen gebildet sind, die oberhalb einer Drehmomentschwelle die Kupplungsscheibe mit korrespondierenden Rampen durch relative Verdrehung axial verstellen, und durch die Stellbewegung über ein korrespondierendes Schaltelement einer Schaltungsanordnung eine Sicherheitsabschaltung steuerbar ist.
  • Hierdurch wird eine kompakte, verschleißarme Einheit zur mechanischen Drehmomenterfassung und Steuerung von Schaltelementen geschaffen. Dabei wird durch die Drehfeder gleichzeitig eine Dämpfung insbesondere für die Riementriebe des Systems durchgeführt, um Stoßbelastungen auszugleichen. Zusätzlich werden Zeitverzögerungen für die Stellbewegung der Kupplungsscheibe ermöglicht, um Drehmomentenspitzen auszugleichen.
  • Hierbei ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung als elektrischer Schalter, Reed-Kontakt, Lichtschranke oder mechanischer federgespannter Schalter zur Abschaltung des Motors angeordnet ist.
  • Eine einfache Lösung einer Schaltungsanordnung besteht darin, dass ein mit der Kupplungsscheibe koppelbares Auslöseelement durch eine drehbar koaxial auf der Welle angeordnete Wirbelstromscheibe gebildet ist, die mit zugeordneten Magneten eine Kraft vom drehenden System auf ein ortsfest angeordnetes Schaltelement überträgt und einen Schaltvorgang zur Sicherheitsabschaltung des Motors auslöst.
  • Eine kompakte Ausbildung wird dadurch geschaffen, dass die Antriebsscheibe eine tassenförmige Aufnahme für die Drehfeder, Kupplungsscheibe mit Mitnehmer und die Rampen aufweist.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kupplungsscheibe einen Ansatz aufweist, der stirnseitige Rampen trägt und ein axial ausgerichtetes Langloch zur Aufnahme des Mitnehmers als Stift zur Kopplung mit der Welle aufweist.
  • Zur Erhöhung einer Kippsicherung der Antriebsscheibe ist vorgesehen, dass die Antriebsscheibe zusätzlich auf dem Ansatz der Kupplungsscheibe unter Zwischenschaltung zugeordneter Buchsen rotarisch und axial verschiebbar gelagert ist.
  • Zur Verbesserung der Funktionssicherheit wird vorgeschlagen, dass die verschiebbare Kupplungsscheibe eine Rückstellfeder als Gegenkraft zum Rampenaufstieg zugeordnet ist.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Bürststaubsauger mit einem Bürstvorsatz und einem aufgesetzten Filtergehäuse,
    Fig. 2
    eine Schnittdarstellung einer Einheit zur Drehmomenterfassung mit einer Schalteinrichtung,
    Fig. 3
    eine schaubildliche Darstellung der Einheit zur Drehmomenterfassung entsprechend Fig. 2,
    Fig. 4
    eine perspektivische Darstellung einer Kupplungsscheibe mit Drehfeder auf der Welle mit einem Langloch im Ansatz für den Mitnehmer zur Wellenkopplung,
    Fig. 5
    einen Bürstvorsatz in perspektivischer Darstellung mit einer Einheit zur Drehmomenterfassung und Schaltelementen und
    Fig. 6
    eine Seitenansicht einer Wirbelstromscheibe mit zugeordnetem Schwenkhebel als Schaltelement.
  • Bei einem dargestellten Bürststaubsauger ist ein Bürstvorsatz 1 über ein schwenkbares Verbindungselement 3 als Anschlussstutzen mit einem aufsetzbaren Filtergehäuse 2 verbunden. Der Bürstvorsatz 1 besitzt einen nicht näher dargestellten elektrischen Antrieb mit einem Antriebsritzel 4 für eine Bürstwalze 5 über einen Antriebsstrang 6, 7 und gleichzeitig für ein ebenfalls nicht näher dargestelltes Sauggebläse. Im Antriebsstrang 7 zur bzw. für die Bürstwalze 5 ist eine Rutschkupplung in herkömmlicher Weise angeordnet.
  • Im Antriebsstrang 6, 7 ist eine mitdrehende Antriebsscheibe 8 einer Einheit 9 zur mechanischen Drehmomenterfassung auf einer Welle 13 angeordnet. Hierbei ist bei Überschreiten einer Drehmomentschwelle durch Überlast durch ein einschaltbares bzw. ausfahrbares Kupplungselement 10 als Scheibenelement der Einheit 9 zur Drehmomenterfassung ein zugeordneter Rotationsköper als Wirbelstromscheibe 11 beaufschlagbar. Die Wirbelstromscheibe 11 ist über ein Lager 12 konzentrisch auf der Welle 13 mit der Antriebsscheibe 8 und dem angetriebenen Kupplungselement 10 der Einheit 9 zur Drehmomenterfassung über eine Kontaktfläche als schlupfarme Verbindung koppelbar.
  • Zur Durchführung eines Schaltvorganges ist ein beweglicher Träger als ortsfest gelagerter schwenkbarer Hebel 14 parallel der Wirbelstromscheibe 11 zugeordnet, der zur Ausbildung eines Wirbelstroms einen Magneten 15 im außenliegenden Bereich trägt.
    Hierbei verläuft die Rotationsbahn des Hebels 14 sowie die Rotationsebene der Wirbelstromscheibe 11 annähernd parallel.
  • Beim Überschreiten der Drehmomentschwelle wird somit die Wirbelstromscheibe 11 über das Kupplungselement 10 angetrieben. Dabei wird durch vom erzeugten Wirbelstrom gebildeten Magnetfeld über den am Hebel 14 angeordneten Magneten 15 eine Kraft auf den verschwenkbaren Hebel 14 ausgeübt, der somit verschwenkt wird und durch einen verbundenen Auslösearm 16 wird über eine Auslösemechanik 17 ein Schalter 18 zur Abschaltung des Antriebs 4 betätigt.
  • In dieser Ausführung wird die in dem Antriebsstrang 6, 7 eingeschaltete Einheit 9 zur Drehmomenterfassung mit einem Untersetzungsgetriebe kombiniert. Die Welle 13 besitzt dabei ein drehfest mit ihr verbundenes Abtriebselement 28 für bzw. zur Bürstwalze 5.
  • Zur Bildung der Einheit 9 zur Drehmomenterfassung ist die Antriebsscheibe 8 über ein Lager auf der Welle 13 unverschiebbar verdrehbar angeordnet. Die zugeordnete Kupplungsscheibe 10 ist auf der Welle 13 verschiebbar angeordnet und über einen Mitnehmer 19 mit der Welle 13 gekoppelt. Die Kupplungsscheibe 10 besitzt einen in den Bereich eines gebildeten Aufnahmeraumes der Antriebsscheibe 8 eingreifenden Ansatz 22, der durch eine Buchse 20 umhüllt ist und einer Buchse 21 der Antriebsscheibe 8 zugeordnet ist. Der Ansatz 22 besitzt ein in Richtung der Wellenachse angeordnetes Langloch 27, in das der mit der Welle 13 verbundene Mitnehmer 19 in Form eines Stiftes eingreift. Die Antriebsscheibe 8 und die Kupplungsscheibe 10 sind zur Bildung einer Drehmomenterfassung über eine Drehfeder 23 gekoppelt, die jeweils an der Antriebsscheibe 8 und der Kupplungsscheibe 10 festgelegt ist.
  • Die Verbindung zwischen Antriebsscheibe 8 und Kupplungsscheibe 10 zum Antrieb der Welle 13 erfolgt somit über die Drehfeder 23. Beim Überschreiten einer Drehmomentschwelle kommt es zur Verdrehung der Kupplungsscheibe 10 gegenüber der Antriebsscheibe 8 gegen die Kraft der Drehfeder 23.
  • Die Antriebsscheibe 8 und die Kupplungsscheibe 10 besitzen zugeordnete Rampen 24, 25, die die verschiebbare Kupplungsscheibe 10 durch Verdrehen zueinander beim Überschreiten der Drehmomentschwelle nach außen gegen die Kraft einer zugeordneten Rückstellfeder 26 verschieben und die nach einem Schaltvorgang die Kupplungsscheibe 10 in ihre Ausgangslage zurückbringen.
  • Durch die Stellbewegung der Kupplungsscheibe 10 nach außen ist dann eine korrespondierende Auslösemechanik 17 mit einem Schalter 18 zum Abschalten eines angetriebenen Antriebsritzels 4 durchführbar. In diesem Fall wird die vorgenannte Abschaltung über einen Auslösearm 16 eines verschwenkbaren Hebels 14 durch die koppelbare Wirbelstromscheibe 11 vorgenommen. Selbstverständlich ist durch die Stellbewegung der Kupplungsscheibe 10 auch jede andere Schaltung auslösbar.
  • Offenbart ist ein Bodenpflegegerät als Bürststaubsauger, mit einem dem Boden zugewandten Bürstvorsatz zur Aufnahme einer angetriebenen Bürstwalze mit einer Überlastsicherung, wobei auf einer Welle eine Antriebsscheibde drehbar gelagert ist und die Welle ein drehfestes Abtriebselement zur Bürstwalze aufweist, und die Antriebsscheibe über eine Drehfeder mit einer Kupplungsscheibe gekoppelt ist, die axial auf der Welle verschiebbar und über Mitnehmer mit der Welle drehfest gekoppelt ist, sowie an der Antriebsscheibe Rampen gebildet sind, die oberhalb einer Drehmomentschwelle die Kupplungsscheibe mit korrespondierenden Rampen durch relative Verdrehung axial verstellen, und durch die Stellbewegung über ein korrespondierendes Schaltelement einer Schaltungsanordnung eine Sicherheitsabschaltung steuerbar ist.

Claims (7)

  1. Bodenpflegegerät als Bürststaubsauger, mit einem dem Boden zugewandten Bürstvorsatz (1) zur Aufnahme einer angetriebenen Bürstwalze (5) mit einer Überlastsicherung, wobei der Bürstvorsatz (1) über ein verschwenkbares Verbindungselement als Anschlussstutzen für ein aufsetzbares Filtergehäuse mit einer Handhabe als Handgriff über korrespondierende Anschlüsse verbindbar ist, und wobei der Bürstvorsatz (1) mindestens einen elektrischen Motor für ein Sauggebläse sowie zum Antrieb der Bürstwalze (5) aufweist, der eine Einheit zur Drehmomenterfassung zugeordnet ist, wobei eine Sicherheitsabschaltung über eine auslösbare Schalteinheit oberhalb einer Drehmomentschwelle durch Überlast erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einheit (9) zur Drehmomenterfassung durch eine Antriebsscheibe (8) gebildet und auf einer Welle (13) drehbar gelagert ist, wobei die Welle (13) ein drehfestes Abtriebselement (28) zur Bürstwalze (5) aufweist und die Antriebsscheibe (8) über eine Drehfeder (23) mit einer Kupplungsscheibe (10) gekoppelt ist, die axial auf der Welle (13) verschiebbar und über Mitnehmer (19) mit der Welle (13) drehfest gekoppelt ist, sowie an der Antriebsscheibe (8) Rampen (24) gebildet sind, die oberhalb einer Drehmomentschwelle die Kupplungsscheibe (10) mit korrespondierenden Rampen (25) durch relative Verdrehung axial verstellen, und durch die Stellbewegung über ein korrespondierendes Schaltelement (18) einer Schaltungsanordnung (14, 16, 17) eine Sicherheitsabschaltung steuerbar ist.
  2. Bodenpflegegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (14, 16, 17) als elektrischer Schalter, Reed-Kontakt, Lichtschranke oder mechanischer federgespannter Schalter zur Abschaltung des Motors angeordnet ist.
  3. Bodenpflegegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Kupplungsscheibe (10) koppelbares Auslöseelement durch eine drehbar koaxial auf der Welle (13) angeordnete Wirbelstromscheibe (11) gebildet ist, die mit zugeordneten Magneten (15) eine Kraft vom drehenden System auf ein ortsfest angeordnetes Schaltelement (14) überträgt und einen Schaltvorgang zur Sicherheitsabschaltung des Motors auslöst.
  4. Bodenpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsscheibe (8) eine tassenförmige Aufnahme für Drehfeder (23), Kupplungsscheibe (10) mit Mitnehmer (19) und die Rampen (24,25) aufweist.
  5. Bodenpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsscheibe (10) einen Ansatz (22) aufweist, der stirnseitige Rampen (25) trägt und ein axial ausgerichtetes Langloch (28) zur Aufnahme des Mitnehmers (19) als Stift zur Kopplung mit der Welle (13) aufweist.
  6. Bodenpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsscheibe (8) zusätzlich auf dem Ansatz (22) der Kupplungsscheibe (10) unter Zwischenschaltung zugeordneter Buchsen (20,21) rotatorisch und axial verschiebbar gelagert ist.
  7. Bodenpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der verschiebbaren Kupplungsscheibe (10) eine Rückstellfeder (26) als Gegenkraft zum Rampenaufstieg zugeordnet ist.
EP15166371.3A 2014-05-06 2015-05-05 Bodenpflegegerät Active EP2944245B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014006682 2014-05-06
DE102014010098.7A DE102014010098B4 (de) 2014-05-06 2014-07-05 Bodenpflegegerät

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2944245A1 EP2944245A1 (de) 2015-11-18
EP2944245B1 true EP2944245B1 (de) 2017-02-15

Family

ID=53040440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15166371.3A Active EP2944245B1 (de) 2014-05-06 2015-05-05 Bodenpflegegerät

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9560945B2 (de)
EP (1) EP2944245B1 (de)
CA (1) CA2890795C (de)
DE (1) DE102014010098B4 (de)

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